湍流旋液萃取器制造技术

本实用新型专利技术的湍流旋液萃取器由液体推进、静态混合和旋液澄清三部分组成，其中液体推进通过螺旋桨推进器实现，旋液澄清部分包括液滴增长室、旋液分离室、和澄清室。实验结果表明该设备具有较好的相混合和相分离性能，有较高的级效率，占地面积小，溶剂滞留量低，适用于工业化大型生产的要求。（*该技术在2001年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于液－－液萃取设备。现有的萃取设备主要有混合澄清槽、萃取柱(塔)和离心萃取器三种类型，前二者是依靠外力搅拌或脉冲实现相接触，依靠两相密度差通过重力作用达到相分离，常常存在两相混合不均匀的现象，并且处理能力受沉降速度的限制。离心萃取器虽然有很强的分相能力，但设备复杂，操作费用高，在工业上难以广泛应用。萃取过程通常包括相混合和相分离两个过程。对于两相混合，六十年代出现了静态混合器，利用两相液体在静态元件周围的湍流运动实现混合。这种设备已用于混合、干燥、传热、萃取等领域，但由于静态混合器需用泵来提供流体所需压降，额外增加泵的费用抵消了静态混合器结构、操作简单的优点。另外，决定萃取设备效益的一个重要方面是液体澄清部分，因此仅通过用静态混合器代替搅拌混合，对萃取设备的效益不能有显著的改善。对于两相分离，除澄清之外，曾有报道使用旋液分离器来分相，但由于搅拌混合器所得到混合物有较宽的液滴分布，在旋液分离器的上下出口中不可避免地带有大量夹带物，使萃取效率显著降低，因而无法实际应用。本技术的目的是提出一种更有效的萃取设备，从而降低萃取操作成本，提高生产效益。本技术的湍流旋液萃取器，其特征是由流体推进、静态混合和旋液澄清三个部分组成，下面以附图来描述本技术的技术方案。附图说明图1为湍流旋液萃取器示意图，图中标注序号分别表示如下1.重相入口；2.轻相入口；3.螺旋浆式液体推进器；4.静态混合器；5.液滴增长室；6.旋液分离室；7.旋液分离室重相出口；8.旋液分离室轻相出口；9.澄清室；10.重相出口；11.轻相出口。12.弧形交叉静态混合元件。液体推进部分由两相入口1、2和推进器3组成，两相液体在液体推进器3的作用下由1、2流入并推进至静态混合器4，在静态混合器中两相液体由于湍流运动达到完全混合，随后在液滴增长室5中，由于湍流消失，混合物液滴初步聚集，然后切向进入旋液分离室6，并发生旋液运动，在离心力及重力作用下重相轻相分别由出口7，8流入澄清室9，在澄清室9中两相夹带液滴进一步分离，最后完全分离的两相分别由出口10，11流出，完成该级萃取。本技术的湍流旋液萃取器与传统的混合澄清槽相比具有更好的混合性能、分相性能和较低的能耗，从而具有较小的占地面积和溶剂滞留量。下面以实验结果进行说明。实验采用磷酸三丁酯－－煤油－－ZnCl2水溶液这一萃取体系，水相Zn＋2浓度用EDTA络合滴定方法测定，用二甲酚橙作指示剂。有机相Zn2＋浓度通过反萃后滴定。两相流量用LBZ－6和LBZ－10型玻璃转子流量计测定，压降用U形压差计测定。萃取效率通过下式计算Ef= (C - CO)/(Ce- CO)C为水相Zn＋2浓度，下标0，e代表初始和平衡状态，液体推进器采用三叶式螺旋浆，直径为20mm，螺距S等于直径。流量通过调节转速控制，两相入口直径为10mm，静态混合器用内径为6mm的有机玻璃管制成，长度为200mm，混合元件为弧形交叉型(图1中12)，静态混合器中含有22个混合元件。增长室内径为24mm，长50mm，旋液室切向入口内径为3mm，圆锥夹角为15°，轻相中心导管长25mm，澄清室内径为44mm，高400mm，两相出口内径为10mm。作为比较所采用的混合槽尺寸为内径44mm，高150mm，在内圈轴向有4块挡板，澄清槽采用内径为44mm，高400mm的园筒制得。图2为实验得到的萃取效率E与流量Q的关系；图3为萃取效率E与单位体积混合液输入能量W的关系；图4为静态混合器及搅拌混合槽的萃取效率E与分散层高度DB的关系；图5为旋液澄清器及普通澄清槽中分散层高度与澄清通量的关系。由图2中湍流旋液萃取器的萃取效率与流量的关系，可见萃取效率随流量增大而增大，而传统的混合澄清槽中变化规律是相反的。因此该设备适于大流量操作，由图3可见在能耗为7kJ／m3时即可达到90％以上的萃取效率。图4曲线是通过分别将静态混合器和搅拌混合器与同一澄清槽相连，测定萃取效率与分散层高度的关系而得到的，可以看出由静态混合器得到的混合液在大致相同的萃取效率时更容易分相。另一方面，用静态混合器分别与相同截面积的澄清槽和旋液澄清器相连，可观察到分散层高度与澄清通量的关系(图5)，可以看出，旋液澄清器的澄清能力显著优于普通澄清器。由此，说明本技术的湍流旋液萃取器与混合澄清槽相比具有更好的混合和分相性能，适于大流量操作。实施例，一种用有机玻璃或其它耐腐蚀材料制造的湍流旋液萃取器，液体推进器采用螺距与直径相等的螺旋浆，静态混合器中采用弧形交叉元件，增长室内径为静态混合器的2－3倍，旋液分离室锥角15°，澄清室内径为旋液室内径的2－5倍，高度为旋液室的2倍。权利要求1.一种湍流旋液萃取器，其特征在于由液体推进，静态混合和旋液澄清三部分组成。2.按照权利要求1的湍流旋液萃取器，其特征是旋液澄清部分由增长室、旋液室和澄清室构成。3.按照权利要求1的湍流旋液萃取器，其特征是液体推进部分由两相入口和螺旋浆推进器构成。专利摘要本技术的湍流旋液萃取器由液体推进、静态混合和旋液澄清三部分组成，其中液体推进通过螺旋桨推进器实现，旋液澄清部分包括液滴增长室、旋液分离室、和澄清室。实验结果表明该设备具有较好的相混合和相分离性能，有较高的级效率，占地面积小，溶剂滞留量低，适用于工业化大型生产的要求。文档编号B01D11/04GK2113823SQ9123074公开日1992年8月26日 申请日期1991年12月25日 优先权日1991年12月25日专利技术者吴雄武, 时钧 申请人:南京化工学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湍流旋液萃取器，其特征在于由液体推进，静态混合和旋液澄清三部分组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雄武，时钧，
申请(专利权)人：南京化工学院，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]